基于海相粘土沉积化学特性的RCPT测试影响因素分析

首先简要回顾了土的电阻率影响因素,介绍了电阻率静力触探(RCPT)测试技术和操作方法,采用RCPT在连云港海相粘土场地进行了现场试验,获得土的原位电阻率测试值.结合连云港海相粘土的沉积特性与物理化学分析试验,对RCPT电阻率测试数据进行了基于矿物成分、离子浓度、Fe3+含量影响因素分析.研究发现:土的电阻率随着粘土矿物含量和离子浓度的增加而减小,并且Fe3+对电阻率测试值也具有明显的影响.分析表明:连云港海相粘土的沉积特征和化学特性对其电阻率测试参数具有显著的影响.

Liquefaction Assessment in Golem Area, Albania, by Means of In-situ Tests

The liquefaction is a very significant phenomenon in clayey silty soils, silty sands and also sands. The high potential of liquefaction is generally recognized when these types of soils are laid under the hydrostatic water table. Low plasticity silts, silty sands and sands are found as recent alluvial deposits in the western coastal part of Albania, especially in the sandy beaches of Adriatic Sea near Durres City. The aim of this study is to evaluate the soil liquefaction potential in the area of Golem. Ten CPTUs （cone penetration test with pore pressure measurements） are carried out for the site investigation of soils. In this paper, results of the CPTU based liquefaction analysis are presented. The data of two CPTUs （10 in total） are analyzed and factor of safety was found by considering different levels of hazard and ground water. The results of liquefaction potential analysis show that the soils in the area of Golem have a high risk of liquefaction.

基于CPT大直径钢管桩可打入性分析方法研究

在海洋工程当中,大直径钢管桩常采用液压锤进行施工,桩基可打入性的准确预测对实际工程具有重要的意义。为探究静力触探试验(cone penetration test,CPT)锥尖阻力与单位锤击能量的关系,通过将CPT锥尖阻力转化为单位等效锥尖阻力,定义阻能比为单位等效锥尖阻力与单位锤击能量阻力之比,基于9个场地、72根钢管桩打桩记录以及CPT测试结果,探讨了不同土层(粉土层、砂土层以及黏土层)中阻能比随深度变化的关系,提出了基于CPT锥尖阻力的桩基可打入性预测方法。研究结果表明:单位等效锥尖阻力与单位锤击能量随深度变化具有相关性,阻能比在不同土层随深度变化具有各自的规律性。通过获得的不同土层阻能比随深度变化的关系式,利用CPT锥尖阻力可以直接获得打桩需要的单位锤击能量。经工程验证,使用本文提出的方法,预测打桩过程中单位锤击能量可行且具有一定精度。该方法仅需已知CPT锥尖阻力即可对单位锤击能量进行计算,可以快速地对桩基可打入性进行初步评估。

基于孔压静力触探的大直径单桩p-y曲线分析

【目的】水平受荷桩的p-y曲线法已广泛用于描述桩-土相互作用并预测桩在水平荷载下的行为,特别是在海上风电机大直径单桩的理论分析中。孔压静力触探试验(piezocone penetration test,简称CPTu)作为一种效率高、精确度好的原位测试手段,克服了传统室内试验获得土工参数的过程中土样存在扰动、结果准确性较差的缺点。该试验可以通过测量三个基本参数(修正锥尖阻力qt、侧壁摩阻力fs以及孔隙水压力u2)随深度变化的连续剖面来解译土体的物理力学参数,从而在p-y曲线模型的建立中提供关键数据。【方法】利用渤海海域某场区的CPTu数据,完成了以下研究任务:(1)基于CPTu触探响应结果,对该场区海洋土体进行分类,以及物理与力学参数的反演,包括土体密度、弹性模量、有效内摩擦角及有效黏聚力;(2)将CPTu反演参数代入三维有限元分析模型中,模拟直径为5 m的钢管桩在最大荷载为20 MN时的水平受荷响应;(3)基于CPTu测试数据,提出一套土抗力计算公式;(4)将现有p-y曲线模型中相关参数通过CPTu触探响应结果进行反演,之后对比分析上述p-y曲线模型。【结果】形成了一套基于CPTu且适用于土体分层情况较为复杂的p-y曲线公式,该公式与有限元方法对比结果良好。【结论】结果表明,提出的基于CPTu的土抗力公式经过有限元模拟检验后能快速、准确地反映大直径单桩的水平受荷响应。该公式不仅为渤海海域内大直径单桩的工程实践提供了有力的理论支持,还为相似海洋环境的工程设计与分析提供了完全基于CPTu研究大直径单桩的新思路。

基于电阻率静力触探的海相黏土成因特性分析

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数,也是反映土体固有物性的一个综合性指标。众所周知,土的电阻率影响因素较多,因此电阻率随深度的变化可以反映出土体的许多性状。电阻率静力触探(RCPT)作为一种新型的原位测试技术,除可测锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力以外,还可以同时测试土的电阻率。首先简要介绍了RCPT测试技术,采用电阻率静力触探(RCPT)在连云港海相黏土场地进行了试验,得到土的原位电阻率测试值。结合连云港海相黏土的室内物理化学分析试验,研究了其矿物成分、沉积化学特征,分析了该海相软黏土的电阻率指标与矿物成分、离子含量、胶结特性和氧化环境间的关系。分析表明:基于RCPT测试成果是可以充分反映出连云港海相黏土的成因特性的。

现代数字式多功能CPTU与中国CPT对比试验研究

首先对国内外不同尺寸探头测试参数的对比研究现状进行综述,结合不同场地的孔压静力触探(CPTU)和静力触探(CPT)现场试验,总结江苏典型黏土场地上国际10cm2的CPTU探头和中国双桥15cm2的CPT探头试验结果,对2种尺寸探头的测试参数作了详细比较。在划分土层、判别土类方面,多功能CPTU具有较高的分辨率。针对不同土类,从实用角度建立CPTU测试指标与中国CPT测试指标的转化关系。研究成果奠定了我国工程实际中应用国际10cm2的CPTU探头基础,对推广应用国际标准的CPTU技术具有重要意义。

多功能孔压静力触探(CPTU)试验研究

孔压静力触探(CPTU)是20世纪80年代在国际上兴起的新型原位测试技术,因其诸多优点,特别适合于软土工程的勘察,目前在欧美诸国已得到广泛应用。本文首先对国内外静力触探(CPT)技术的发展作了简要的介绍,阐述了国外CPT的发展状况和我国CPT的现状。然后介绍了引进的美国多功能CPTU测试技术以及操作方法与技术要点,结合两个现场试验,对我国的原位测试技术与引进的多功能CPTU作了对比分析,最后得出了一些结论和建议。

基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法

在砂土或粉土分布广泛的地区,地震液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一。因此,判定地基土液化可能性是抗震勘察设计中的一个重大课题。由于获得高质量"未扰动"砂土样的困难和试验成本的限制,基于静力触探(CPT)的原位测试方法通常用于砂土液化势的评价。孔压静力触探(CPTU)作为一种新型的原位测试技术,采用其测试指标进行砂土液化势的评价日益受到人们的重视。目前,基于CPT测试资料已经提出了许多砂土液化势的评价方法,但国内外采用CPT判别砂土液化的方法是不同的。在对我国《建筑抗震设计规范》(GB50011–2001)中砂土液化判别方法与国外修正的Seed简化法的原理、方法及参数进行分析的基础上,将其2种方法进行比较,进而讨论了2种方法的差异。由于这些差异的存在,采用不同方法判别砂土液化可能性时会得出不同的、甚至是相反的结果。结合济宁—徐州高速公路砂土场地的CPT和CPTU测试资料,采用我国规范判别法、Seed简化法进行了液化判别分析,并进行了对比验算。其中Robertson法与Olsen法所得到的结论基本一致,而且Robertson法似乎比Olsen法稍微精确一些,而采用规范法所判定的结果偏于保守,这与锥尖阻力基准值的取值大小有关。

颗粒形状对砂土抗剪强度及桩端阻力影响机制试验研究

为研究颗粒形状对砂土的力学及变形性质的影响,以3种不同颗粒形状的均粒砂及相似材料"玻璃球"为研究对象,通过光学显微镜获取颗粒数字图像,借助图形处理系统获取颗粒单元体几何参数,定义构建2种不同层次的形状描述指标(球形度、磨圆度),并通过计算机辅助程序完成颗粒形状参数的量化。通过4种颗粒材料直剪试验,获得临界摩擦角、剪胀角及峰值摩擦角等强度指标,并分析其随颗粒形状参数的变化,通过饱和试样在不同密实度、不同离心加速度下的静力触探测试来模拟不同砂土地基上的中等圆形闭口桩静压贯入过程,并探讨桩端阻力随颗粒形状的变化关系。直剪试验结果表明:在矿物组分相同的情况下,砂土临界摩擦角随颗粒的磨圆度和规则性的增加呈线性减小,剪胀性随颗粒的不规则性的增大而增大,并可通过修正的Bolton公式来量化表述形状系数对于峰值摩擦角的作用。离心试验结果表明:静力触探锥端阻力可直接用于桩端阻力(qb)的估算,具有很好的可信度,砂颗粒形状越偏离标准球状,表面棱角度越突出,桩贯入所受阻力越大,桩端承载力越高。通过理论分析,提出一种迭代计算方法,并量化分析桩端阻力(qb)、相对密度(Dr)、应力水平(σv′)和颗粒形状(ρ)四者的相互作用关系,该方法计算结果与试验实测数据具有良好的吻合度。

电阻率静力触探测试技术与分析

首先,简要回顾土的电阻率理论及影响因素,介绍电阻率静力触探测试技术。然后,在归纳相关文献与基于电阻率静力触探现场试验工作的基础上,对电阻率静力触探所测电阻率与土性变化、探头参数及土的其他特性指标进行对比分析。提供的资料表明,电阻率静力触探作为一种快速、经济、可靠的原位测试工具,在评价土的工程特性和预测一些岩土参数是可行的,尤其适用于软土工程的勘察。最后,讨论应用电阻率静力触探测试技术存在的问题,展望电阻率静力触探的研究与应用前景。

基于电阻率综合测试的污染场地快速诊断方法研究

通过地球物理探测方法测试土层电阻率,利用电阻率的异常判别筛查场地污染分布范围,是国内环境岩土工程领域关注的热点问题。本文基于现场试验与工程应用,探讨高密度电法、电阻率CT、电阻率静力触探(RCPT)对污染土诊断的适用性。结果表明,电阻率测试可快速诊断场地潜在污染区域,操作简单、结果可靠、成本较低,在污染场地初步调查中有较高的应用价值与优势。

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。

基于CPTU测试的K_0固结黏土中静压桩时变承载力研究

基于空间滑动面(SMP)准则改进的K_0固结各向异性修正剑桥模型,考虑K_0固结饱和黏土初始应力各向异性、应力历史及应力诱发各向异性对土体三维力学特性的影响,推导了静压沉桩柱孔扩张问题的弹塑性解析解。在此基础上,根据桩侧土体应力状态与单剪试验中试样应力状态的相似性,结合桩周土轴对称固结理论提出采用孔压静力触探仪(CPTU)锥尖阻力、锥肩孔隙水压力及相应孔压消散数据预测静压桩时变承载力的理论方法。通过离心机模型试验实测结果和理论预测值的对比,验证了理论方法的有效性,研究了静压桩承载力随时间的变化规律。研究结果表明,本文理论预测方法避免了土体基本参数测定等繁琐过程,且可以较为合理地预测静压桩时变承载力;静压桩沉桩结束后其承载力在短时间内迅速增加,之后承载力增加幅度变缓且逐渐趋于稳定值;静压桩桩径越大,沉桩结束后承载力增加的速度越慢,承载力达到稳定值的时间越长。

基于单桥静力触探的静压桩沉桩阻力估算方法

为了通过单桥静力触探指标比贯入阻力来模拟计算静压桩沉桩阻力,根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中由比贯入阻力计算的单桩承载力与现场压桩试验所得到的压桩力进行比较,提出了考虑桩端阻力和桩侧摩阻力的综合修正系数α、β来估算静压桩沉桩阻力的计算方法,给出桩端阻力和桩侧摩阻力的计算公式;针对不同土层,给出了不同综合修正系数建议值;基于自行编制的Visual Basic可视化程序,以曲线的形式将计算结果直观地显示出来。实际工程的模拟计算和压桩力的实测结果进一步表明采用综合修正系数计算沉桩阻力完全可行。

低液限黏土静力触探模型试验研究

通过低液限黏土的静力触探模型试验，揭示锥尖阻力、侧摩阻力、比贯入阻力、土体干密度、含水率等参数之间的关系及变化规律。试验结果表明：锥尖阻力与比贯入阻力之间具有较好的相关关系，锥尖阻力约为比贯入阻力的0.86～0.92倍：探头周围土体受力作用机理的改变是产生临界深度的主要原因；对于相同含水率，直角坐标系内锥尖阻力与干密度之间为对数关系，两者取对数后为线性关系；对于相同干密度，锥尖阻力随含水率的减小而增大，但锥尖阻力与含水率的线性关系随干密度的增大逐步减弱。

用静力触探参数确定地基土水平地基抗力系数的比例系数m值——以天津地区为例

承受水平荷载作用的桩基,规范中常采用m法进行桩基水平承载力的计算,地基土水平地基抗力系数的比例系数m值在规范中根据地基土的状态、类别以表格给出。在地基勘察中,现在广泛采用静力触探试验,直接利用静力触探数据给出比例系数m值,将使桩基设计所用参数更加直接准确。本文利用天津地区地层大量静力触探资料与地基土状态数据,利用统计分析回归方法,总结出地基土的液性指数IL与静力触探参数锥尖阻力qc及摩阻比Rf间的关系式,针对天津的地层土体,给出利用静力触探资料查用m值的表格,为桩基的设计计算提供资料。

旋压入土式静力触探机制研究

由于现有静力触探机械设备提供的动力有限,使得静力触探技术无法应用于较硬土层或较深土层中(应力较高)。保证探头顺利平稳地探入较硬土层,是触探技术应用于硬土层的前提条件。通过对旋压式触探时探头上的受力进行分析,推导了不考虑侧壁摩擦力的旋压式触探的总锥尖阻力和扭矩的理论模型,同时也推导了用旋压式触探测试成果计算锥土间摩擦系数的数学模型,并在室内旋压式触探仪上进行相应的试验,试验结果不仅验证了理论分析的正确性,而且试验结果表明:对同一土体制成不同含水率、干重度的试样进行相同的探入速度和旋转速度下的旋压式触探,所得的扭矩与总锥尖阻力呈线性关系。根据数学模型计算的锥土间摩擦系数要比土体的内摩擦系数大得多,但两者具有较明显的一致性。结合土层的各向异性的特点、锥土间的摩阻力的存在等因素分析了旋压式触探方式能够降低总锥尖阻力的原因。

低重力环境下静力触探贯入机理离散元分析

采用离散元法对月面及地面跨度范围内重力场环境(1/6g,1/2,1g)下静力触探机理进行了分析,以弄清地面试验与月面试验的区别。模拟结果表明:1同一相对贯入深度处,重力加速度越小,贯入阻力越小,归一化贯入阻力越大;2土体变形形式由隆起变形向竖向压缩变形的转化深度随重力加速度的增加而减小;3同一相对贯入深度处,随重力加速度的增加,特征点的竖向隆起位移减小,竖向压缩位移增大,对应土体颗粒的侧向位移也越大;4重力加速度越小,相同相对位置处土体的加卸载现象越明显;5重力加速度越大对应相同相对贯入深度处的土体破坏范围愈大。

多功能参数静力触探在地震液化判别方法中的应用进展研究

地震液化是引起地基失稳和上部结构损害的直接原因之一,而液化震害预防的第一步就是对工程场地进行液化预测和判别。静力触探(CPT)作为最主要的原位测试技术,因其具有快速、低廉、高效等优点,被广泛用于液化判别。根据国内外近年来CPT技术的发展,对不同形式的CPT[孔压静力触探技术(CPTU)技术,电阻率孔压静力触探(RCPTU)技术、地震波孔压静力触探技术(SCPTU)技术等]在地震液化评价中的应用进行系统的论述。特别介绍一种基于状态参数进行液化判别的方法,另外还简要介绍基于概率统计分析法。比较和梳理各种液化判别方法的差异性,最后,在已有研究成果的基础上分析现有CPT液化判别法存在的问题与不足。分析结果表明:状态参数法能够同时考虑围压应力和孔隙比的影响,有效地将室内试验与现场试验联系起来;SCPTU、RCPTU液化判别框架还需进一步拓展与完善;概率统计分析法需结合相应软件使其更具适用性。

西安黄土的新型旋转触探室内试验研究

简要介绍了静力触探在我国的发展与局限,并对西安黄土进行了新型旋转触探仪的室内试验研究。通过锥尖阻力的变化分析,认为探头阻力在触探过程中的影响因素主要有触探速率、探头的尺寸(锥底面直径)和土性指标等。试验结果表明,旋转钻进能有效提高设备在坚硬黄土中的触探能力,为静力触探在硬质地层中的应用创造了条件。